Сыпучесть дисперсных материалов обусловлена свободой перемещения одной частицы относительно другой при перемещении всего слоя и характеризуется углом естественного откоса [1, 2], т.е. наибольшим углом, который может образовывать свободная поверхность сыпучего материала с горизонтальной плоскостью. Показателем подвижности сыпучих материалов является также коэффициент внутреннего трения f, численно равный тангенсу угла внутреннего трения материала f=tgφ. Углом внутреннего трения φ называется угол наклона к оси абсцисс линии, выражающей зависимость предельных касательных напряжений τ от величины нормальных напряжений σ в сыпучем материале. Для идеально сыпучих тел угол естественного откоса равен углу внутреннего трения, а для связанных больше угла внутреннего трения [3].
Угол естественного откоса измеряли способом обрушения (способ определения статического угла естественного откоса) на экспериментальной установке представленной на рис. 1.
Рис. 1. Установка для определения угла естественного откоса
Способ обрушения заключается в следующем. Сыпучий продукт помещается в емкость прямоугольного типа, а затем убирается одна из боковых поверхностей. Вследствие этого происходит обрушение массы сыпучего продукта, а угол, образованный склоном обрушившегося продукта и горизонталью является статическим углом естественного откоса. Для получения более точного результата эксперимент проводили шесть раз, а как результат исследований вынесли среднее арифметическое значение. Расхождение между результатами отдельных измерений и их средней арифметической величиной не превышали допустимых 10 %. Результаты проведенных измерений представлены на рис. 2.
Из приведенного графика видно, что величина угла естественного откоса семян возрастает с увеличением влажности, что объясняется действием молекулярных сил притяжения пленочной жидкости, находящейся на поверхности пограничного слоя единичного семени. Угол естественного откоса изменялся при изменении влажности от 7,5 до 35 % в пределах от 27 до 38 градусов.
Рис. 2. Влияние влажности на угол естественного откоса семян расторопши
Приведенные данные показывают, что с увеличением влажности плотность семян уменьшается и носит криволинейный характер, что, видимо, обусловлено не только количественным изменением содержания воды, а, главным образом, качественным ее состоянием.